VOLTE學(xué)習(xí)筆記

1、VOLTE1俗話說的好，一入豪門深似海，對(duì)于 VoLTE這個(gè)新技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)認(rèn)知也一樣，相比 傳統(tǒng)的電信技術(shù)，它糅合了大量計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的理念，正可謂吸毒毀一生，學(xué)習(xí) VoLTE毀 三代。但是任何復(fù)雜、先進(jìn)的技術(shù)都是人類制定的，因此對(duì)于VoLTE的理解只要循序漸進(jìn)， 把握住總體脈絡(luò)，以需求入手，應(yīng)該也不是什么大方夜譚。本系列撰文擬從一個(gè)傳統(tǒng)的無 線優(yōu)化工程師的思維入手，嘗試逐步揭開VoLTE神秘的面紗。如果單從電信網(wǎng)絡(luò)的眼光去看，VoLTE不過是承載在目前4G網(wǎng)絡(luò)中的一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而已，只不過對(duì)于這種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的 QOSS理、調(diào)度需要引入新的系統(tǒng)或者功能進(jìn)行管控，這 也就是我們常常說的IPmulti

2、media subsystem （IP多媒體子系統(tǒng)）或者IMS域的職責(zé)。 對(duì)于無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程帥來講，VoLTE時(shí)代的來臨對(duì)于傳統(tǒng)的網(wǎng)優(yōu)工作存在不小的挑戰(zhàn)，因?yàn)榇罅康膬?yōu)化工作會(huì)從無線層面上移到業(yè)務(wù)層面的優(yōu)化，熟悉一些IMS域核心網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)變得不可缺少。這一篇簡單得從一些IMS域的重要網(wǎng)元以及基礎(chǔ)概念入手。任何信令的交互首先涉及的是尋址或者基于用戶、訂閱業(yè)務(wù)的標(biāo)識(shí)，例如電信網(wǎng)絡(luò)中 有 IMSI、TMSI、P-TMSI、RNTI （RA-RNTI、P-RNTI、C-RNTI、SPS-RNTI ）、GUTI 等等常用的用戶或者業(yè)務(wù)標(biāo)識(shí)，在IMS域中同樣存在類似的標(biāo)識(shí)，主要有如下三種，Private

3、User Identities、Public UserIdentities, Globally Routable User Agent URI（GRUU）。Private User Identities:該標(biāo)識(shí)最大的特點(diǎn)不是區(qū)分用戶，而是標(biāo)識(shí)用戶不同的訂閱業(yè)務(wù)。因此，對(duì)于每個(gè)用戶而言，都可以包含一個(gè)或者幾個(gè)這樣的私有用戶標(biāo)識(shí)，該標(biāo)識(shí)并不被用來進(jìn)行SIP消息的路由尋址，而是被用來進(jìn)行注冊(cè)、鑒權(quán)、管理和統(tǒng)計(jì)。私有標(biāo)識(shí)由歸屬地網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商進(jìn) 行分配，遵循Network Access Identifier（網(wǎng)絡(luò)訪問標(biāo)識(shí)）的格式，如果沒有 ISIM應(yīng)用，通常該私有標(biāo)識(shí)會(huì)從IMSI標(biāo)識(shí)中繼承。通常，該私有標(biāo)

4、識(shí)的格式為用戶名 域，如果從IMSI 中繼承，則變成了 <MNC>.mcc<MCC>.。除此之外，私有用戶標(biāo)識(shí)不是動(dòng)態(tài)標(biāo)識(shí)，而是對(duì) 于該用戶訂閱業(yè)務(wù)的永久性標(biāo)識(shí)，并且在歸屬地網(wǎng)絡(luò)中對(duì)于該訂閱業(yè)務(wù)始終有效。在 IMS 域注冊(cè)/去注冊(cè)階段，該私有標(biāo)識(shí)需要被鑒權(quán)，HSS與S-CSCF需要存儲(chǔ)該私有標(biāo)識(shí)一邊區(qū)分用戶信息Public User Identities公共用戶標(biāo)識(shí)在IMS子系統(tǒng)內(nèi)被用來進(jìn)行用戶間的通信。公共用戶標(biāo)識(shí)可以被任何用 戶使用，這就好比名片一樣，是一種通用的載體格式。公共用戶標(biāo)識(shí)遵循SIP URI或者Tel URI的格式，例如，當(dāng)遵循 SIP URI格式時(shí)，應(yīng)

5、表示為” sip:usernamedomain;如果遵 循電信URI格式，則應(yīng)表示為” tel:+<cc><NDC><SN>,詳見IETF RFC 3966 。一個(gè)用戶可 以包含一個(gè)或者多個(gè)公共用戶標(biāo)識(shí)，換言之，僅僅獲得公共用戶標(biāo)識(shí)無法與用戶進(jìn)行映射。 對(duì)于ISIM應(yīng)用，至少需要安全的存儲(chǔ)一個(gè)公共用戶標(biāo)識(shí)，但并不要求存貯該用戶其他的公共用戶標(biāo)識(shí)。對(duì)于擁有同一化名的一組公共用戶標(biāo)識(shí)的操作，有點(diǎn)類似“一榮俱榮”，也 就是需要對(duì)組內(nèi)的公共用戶標(biāo)識(shí)進(jìn)行同樣的操作，這樣的公共用戶標(biāo)識(shí)組需要分別被存儲(chǔ) 在HSS、AS （應(yīng)用服務(wù)器）、S-CSCF以及UE中。在IMS主叫

6、或者被叫會(huì)話流程中， 公共用戶標(biāo)識(shí)需要提前被顯式或隱式的注冊(cè)，值得注意的是，在注冊(cè)過程中，公共用戶標(biāo)識(shí)并不需要被鑒權(quán)。單從格式來講，私有用戶標(biāo)識(shí)更像電信網(wǎng)中的IMSI ,而公共用戶標(biāo)識(shí)則更像電信網(wǎng)中的電話號(hào)碼或者計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的用戶名，這也說明在注冊(cè)過程中為什么只 對(duì)私有用戶標(biāo)識(shí)進(jìn)行鑒權(quán)，而僅僅是將公共用戶標(biāo)識(shí)作為通信的對(duì)象。Globally Routable UserAgent URI（GRUU）全局路由用戶代理用戶資源標(biāo)識(shí)，顧名思義，該標(biāo)識(shí)大生就是為了路由尋址而生的，之前 提到，一個(gè)用戶可能有多個(gè)公共用戶標(biāo)識(shí)，而且同一個(gè)公共用戶標(biāo)識(shí)也可以被多個(gè)用戶使 用，那么在尋址路由的時(shí)候僅僅依靠公共用戶

7、標(biāo)識(shí)就可能產(chǎn)生誤判（ forking ）。因此需要 將該公共標(biāo)識(shí)與特定的用戶實(shí)體進(jìn)行結(jié)合，因此這就是分兩種，公共GRUU、臨時(shí)GRUU ,前者映射公共用戶標(biāo)識(shí)，而后者只在IMS域注冊(cè)狀態(tài)下存在，與公共用戶標(biāo)識(shí)無關(guān)。公共GRUU與臨時(shí)GRUU由IMS核心網(wǎng)在用戶注冊(cè)時(shí)對(duì)用戶進(jìn)行分配，SIP信令就是通過GRUU進(jìn)行特定用戶之間的尋址路由。VOLTE 2IMS域核心網(wǎng)的網(wǎng)元、接口眾多，如果單純從IMS子系統(tǒng)的角度來看，各個(gè)網(wǎng)元、功能實(shí)體以及接口是如下這樣的如果需要全部掌握了解，需要花費(fèi)相當(dāng)?shù)墓Ψ?，所以理解這些網(wǎng)元不可能眉毛胡子一把 抓，需要循序漸進(jìn)。這里從IMS域內(nèi)的協(xié)議流程需要涉及的網(wǎng)元入手，逐步

8、進(jìn)行摸索與理 解。這里主要有 5 個(gè)功能實(shí)體 Proxy-CSCF、Interrogating-CSCF 、Serving-CSCF 和 Breakout Gateway Control Function 、MultimediaResource Function （其中 MRF&含兩個(gè)邏輯網(wǎng)元 MultimediaResource Function Controller 和 Multimedia Resource FunctionProcessor ）。Proxy-CSCF全稱為Proxy-Call Session Control Function ，只要是IMS域中涉及的會(huì)話流程，不

9、 可避免都要與P-CSCF I-CSCF和S-CSC惑三個(gè)網(wǎng)元進(jìn)行交互。P-CSCFt匕較好理解， 類似一個(gè)代理服務(wù)器，主要負(fù)責(zé)接收服務(wù)請(qǐng)求并在IMS子網(wǎng)內(nèi)部中轉(zhuǎn)這些服務(wù)請(qǐng)求。如 果需要中轉(zhuǎn)到其他的域，則要通過本地出口節(jié)點(diǎn)（舊CF）這個(gè)網(wǎng)元去實(shí)現(xiàn)。P-CSCE僅轉(zhuǎn)發(fā)SIP注冊(cè)消息，同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)SIP消息到相應(yīng)的SIP服務(wù)器（S-CSCF。在轉(zhuǎn)發(fā)SIP 消息請(qǐng)求與反饋中，P-CSCFW要確保SIP消息中包含了當(dāng)前UE所處接入網(wǎng)的信息。除 此之外，P-CSCF®有一些功能，包括檢測(cè)處理緊急呼叫請(qǐng)求、產(chǎn)生計(jì)費(fèi)話單、對(duì)會(huì)話 的安全性管控、執(zhí)行SIP消息的壓縮與解壓縮、QoSt理、以及對(duì)丁不同業(yè)務(wù)

10、優(yōu)先級(jí)的 檢測(cè)與處理。P-CSCFW以分別在拜訪地網(wǎng)絡(luò)以及歸屆地網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)P-CSCFS置在拜訪地網(wǎng)絡(luò)，見下圖這兩種設(shè)置方式的區(qū)別在于，P-CSCF設(shè)置在拜訪地網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要通過 舊CF功能實(shí)體 與不同域的S-CSCF進(jìn)行互聯(lián)，而當(dāng)P-CSCF設(shè)置在歸屬地網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要通過“發(fā)現(xiàn)”機(jī) 制被UE來確定進(jìn)行信息交互，詳見。簡單的來看,P-CSCF功能實(shí)體起到了電信域與IMS 域溝通互聯(lián)的作用，而IBCF則是不同IMS域之間的聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。Interrogating-CSCFI-CSCF是用戶接入IMS子系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)，這里容易和舊CF的功能混淆，其實(shí)這兩個(gè)功 能實(shí)體有類似之處，只不過I-CSCF作為本域

11、接入點(diǎn)，而 舊CF往往作為跨域（跨IMS域或者與IMS域與其他IP多媒體網(wǎng)絡(luò)）的出口或者訪問節(jié)點(diǎn)，這兩個(gè)功能上不同的邏輯節(jié) 點(diǎn)往往可以合設(shè)為一個(gè)物理節(jié)點(diǎn)。除了二者對(duì)于所處IMS子系統(tǒng)的邏輯位置的不同，二者還是有很多相似之處。例如I-CSCF在UE注冊(cè)過程先從HSS獲取S-CSCF的地址，然后 將該S-CSCF分配給該UE用來SIP注冊(cè)，之后將SIP請(qǐng)求或者反饋路由到注冊(cè)的 S-CSCF。 I-CSCF在某些場(chǎng)景下還起到了地址翻譯的作用，當(dāng)需要進(jìn)行HSS位置查詢時(shí)，I-CSCF需要提前將SIP請(qǐng)求里的SIP URI轉(zhuǎn)換成電信URI的格式，如果當(dāng)某些場(chǎng)合不需要對(duì)用戶 尋址的時(shí)候,I-CSCF又可能

12、起到了將電信 URI翻譯成SIP URI的作用。另外當(dāng)會(huì)話的目 的地并不在IMS域內(nèi)，I-CSCF又可以將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)出去，實(shí)際起到了舊CF的作用，或者直 接回復(fù)接入失敗。I-CSCF域舊CF皆具有產(chǎn)生計(jì)費(fèi)話單的功能，這為漫游結(jié)算提供了支撐。Serving-CSCFS-CSCF是IMS子系統(tǒng)中極為重要的功能實(shí)體，主要負(fù)責(zé)會(huì)話控制服務(wù)。在 IMS子系 統(tǒng)中，可能存在多個(gè) S-CSCF邏輯網(wǎng)元，并且這些邏輯網(wǎng)元有各自不同的功能。 S-CSCF 可執(zhí)行如下功能1、通過從HSS獲取的用戶信息完成注冊(cè)2、當(dāng)UE在注冊(cè)階段上報(bào)支持 GRUU能力，S-CSCF負(fù)責(zé)為UE分配唯一的P-GRUU , 同時(shí)在每次重新

13、注冊(cè)時(shí)分配唯一對(duì)應(yīng)的 T-GRUU，并將該UE的GRUU分配情況反饋UE（當(dāng)注冊(cè)信息改變的時(shí)候，例如 T-GRUU改變的時(shí)候,S-CSCF也需要及時(shí)通知用戶）,這有點(diǎn)類似EPS中MME在每次UE附著時(shí)為UE分配的TMSI的流程。3、在注冊(cè)階段，S-CSCF還應(yīng)向P-CSCF和/或者UE提供基于公共用戶標(biāo)識(shí)的一些諸如 用戶優(yōu)先級(jí)信息4、對(duì)于注冊(cè)后的會(huì)話流程進(jìn)行管理，例如，在獲知用戶被禁止接入信息后，可以將會(huì)話 流程拒絕掉。同時(shí)，S-CSCF可以具備代理服務(wù)器或者用戶代理的一些功能，例如中轉(zhuǎn)服 務(wù)請(qǐng)求或者獨(dú)立產(chǎn)生、終止 SIP流程。對(duì)于主叫會(huì)話發(fā)起的流程，S-CSCF首先通過呼叫用戶的電話號(hào)碼或者

14、 SIP URI獲取呼叫 用戶所在網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)地址，然后將SIP請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)至該接入點(diǎn)。如果主叫用戶和被叫用戶均在同一運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)下，則將SIP請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)至該網(wǎng)絡(luò)下的I-CSCF網(wǎng)元。如果呼叫到PSTN 網(wǎng)絡(luò)或者CS域，則需要將SIP請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)至BGCF網(wǎng)元。同時(shí)，S-CSCF需要確保主叫SIP 請(qǐng)求和響應(yīng)的內(nèi)容符合IMS子網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)定義。如果INVITE消息里面包含用戶優(yōu)先級(jí) 設(shè)置或者相應(yīng)的字符串，需要將這些信息同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)。值得注意的一點(diǎn)，如果主叫請(qǐng)求 來自于IMS內(nèi)部的應(yīng)用服務(wù)器，且該主叫請(qǐng)求所表征的用戶并沒有注冊(cè)，那么S-CSCF需要先完成相應(yīng)的注冊(cè)流程，之后才會(huì)將來自應(yīng)用服務(wù)器的這些請(qǐng)求進(jìn)行

15、相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)。對(duì)于被叫會(huì)話的流程，S-CSCF需要將SIP請(qǐng)求與響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)至 P-CSCF ,如果被叫用戶位 于PSTN或者電信網(wǎng)絡(luò)的CS域，S-CSCF需要修改SIP請(qǐng)求信息，并通過BGCF網(wǎng)元將 請(qǐng)求或者反饋進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。如同對(duì)主叫會(huì)話流程的管理，在轉(zhuǎn)發(fā)SIP請(qǐng)求或者反饋的時(shí)候，需要確保SIP消息的格式滿足IMS子網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)定義。如果是跨 IMS域的請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)， S-CSCF需要將請(qǐng)求通過舊CF網(wǎng)元進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)。一如既往，S-CSCF也同樣兼具產(chǎn)生計(jì)費(fèi)話單功能。Breakout Gateway Control FunctionBreakout這個(gè)英文單詞的釋義為 突圍；中斷”，因此也就隱含了兩層意

16、思，就是離開IMS域，中轉(zhuǎn)到其他的域，例如 PSTN/CS域等。BGCF起到了對(duì)被叫用戶的識(shí)別以及路由。如果被叫用戶是本網(wǎng)絡(luò)的 PSTN/CS域用戶，BGCF將下一跳路由到本網(wǎng) MGCF ,后續(xù)由 MGCF進(jìn)行與PSTN/CS域的交互。如果被叫用戶是位于其他網(wǎng)絡(luò)的PSTN/CS域用戶， 那么BGCF會(huì)首先將下一跳路由到其他網(wǎng)絡(luò)的 BGCF。如果被叫用戶位于其他的IMS網(wǎng)絡(luò)， BGCF會(huì)將消息路由到該IMS網(wǎng)絡(luò)的I-CSCF （接入節(jié)點(diǎn)）。Multimedia Resource Function多媒體資源功能可以被分成多媒體資源功能控制單元（MRFC）和多媒體資源功能處理單元（MRFP）兩個(gè)邏輯

17、網(wǎng)元，如下圖所示電信網(wǎng)設(shè)計(jì)的基本架構(gòu)思想是將控制面與業(yè)務(wù)面進(jìn)行分離，例如在LTE核心網(wǎng)中,MME被設(shè)計(jì)用來進(jìn)行信令層面的處理，而SGW/PGW則被設(shè)計(jì)用來對(duì)業(yè)務(wù)層面進(jìn)行處理。IMS 的核心網(wǎng)功能實(shí)現(xiàn)也存在類似的思想，就是IMS域的控制面（信令面）與業(yè)務(wù)面。對(duì)丁信令的處理可以在以上介紹的網(wǎng)元中實(shí)現(xiàn)，如P-CSCF I-CSCF S-CSCF BGCF,對(duì)丁媒體業(yè)務(wù)的處理主要位丁應(yīng)用服務(wù)器中（AS）, MRF（含MRFC MRFR）的主要功能 是媒體流的處理以及提供相應(yīng)的媒體資源，例如音頻編碼轉(zhuǎn)換、媒體業(yè)務(wù)分析、多媒體放音等等。VOLTES冊(cè)信令流程對(duì)于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)工程帥而言，解讀電信網(wǎng)絡(luò)的信令是分析

18、定位網(wǎng)絡(luò)問題的有效手段之一。 所謂兵馬未動(dòng)，糧草先行，網(wǎng)絡(luò)信令就是先于業(yè)務(wù)流程的“糧草”，當(dāng)信令流程先打通時(shí)， 才能保障后續(xù)業(yè)務(wù)流程的通暢與質(zhì)量。網(wǎng)絡(luò)信令不僅是UE與網(wǎng)絡(luò)信息交互的基礎(chǔ)，同時(shí)也是各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間對(duì)話的“標(biāo)準(zhǔn)語言”。對(duì)于IMS子系統(tǒng)中的信令也是同樣的道理，因此熟悉一些基本流程的信令對(duì)于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的排障、分析工作不無裨益。在IMS子系統(tǒng)中，只存在一種信令流程控制協(xié)議，就是 Session Initiation Protocol , 簡稱SIP協(xié)議。該信令不僅存在于 UE與P-CSCF之間的Gm接口，同時(shí)存在于IMS核心 網(wǎng)其他眾多網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)之間的接口消息中， 例如Mw,Mm,Mg,M

19、i,Mj,Mk,Mx 等。值得注意的是， IMS網(wǎng)元之間的SIP協(xié)議可能與UE與網(wǎng)絡(luò)之間的SIP協(xié)議并不完全一樣。SIP協(xié)議最早起源于互聯(lián)網(wǎng)機(jī)構(gòu)IETF所制定的多媒體通信協(xié)議，對(duì)于電信網(wǎng)絡(luò)的從業(yè)者來 說，可能會(huì)相對(duì)比較陌生。對(duì)于傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)，大家耳熟能詳，涉及較多的諸如 著名的7號(hào)信令，GPRS信令，NAS層協(xié)議，S1-AP協(xié)議，GTP-U隧道協(xié)議。而對(duì)于無 線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程帥而言，對(duì)于無線網(wǎng)協(xié)議（一般指的接入層協(xié)議）較熟悉的有GSM的RR信令，3G/4G網(wǎng)絡(luò)的RRC信令等。因此，看待SIP協(xié)議有時(shí)候需要拋開固有的電信網(wǎng)絡(luò) 思維，以互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的角度入手進(jìn)行理解。SIP是一個(gè)應(yīng)用層的信令控

20、制協(xié)議。用于創(chuàng)建、修改和釋放一個(gè)或者多個(gè)參與者的會(huì)話。這些會(huì)話可以是Internet多媒體會(huì)議、IP電話或者多媒體分發(fā)，其中最重要的應(yīng)用當(dāng)屬對(duì) VoLTE（VoIP）會(huì)話流程的管理。SIP的一個(gè)重要特點(diǎn)是它不定義要建立的會(huì)話類型，而只 定義如何管理會(huì)話，由于這樣的管控機(jī)制，對(duì)于眾多的基于IP的多媒體應(yīng)用（語音、視頻、 音樂與視頻點(diǎn)播、交互式游戲）都可以由SIP協(xié)議來進(jìn)行管理。Session DescriptionProtocal（SDP）則是對(duì)會(huì)話內(nèi)容定義的一種協(xié)議類型，它本身與傳輸控制協(xié)議無關(guān)，僅僅可 以看成對(duì)會(huì)話內(nèi)容的一種描述，例如，可以描述會(huì)話內(nèi)容是音頻，文本，視頻，短消息等。可以通俗把

21、SIP比喻成維護(hù)管道的，對(duì)交互管道進(jìn)行控制的協(xié)議。而在管道里面走的內(nèi)容 采取什么樣的格式，則是由 SDP協(xié)議來進(jìn)行定義和描述。由于在電信網(wǎng)的視角觀察，IMS的信令與媒體其實(shí)可以看成電信網(wǎng)的一種業(yè)務(wù)，那么在UE發(fā)出SIP信令請(qǐng)求之前，首先需要為UE分配合適的IP-Connectivity Access Network （IP-CAN ）承載，同時(shí)對(duì)于UE分配到的IP地址在IMS子系統(tǒng)中涉及的信令以及媒體業(yè) 務(wù)需要保持一致。一個(gè) VoLTE語音電話，無非需要經(jīng)歷注冊(cè)/去注冊(cè)、IMS域內(nèi)主被叫， 跨域主被叫，下面從IMS會(huì)話的的幾個(gè)關(guān)鍵信令流程進(jìn)行說明： 注冊(cè)如同4G網(wǎng)絡(luò)需要開機(jī)或者outof se

22、rvice 一段時(shí)間后進(jìn)行注冊(cè)附著流程一樣，IMS子 系統(tǒng)的用戶同樣需要進(jìn)行在 S-CSCF的注冊(cè)，該IMS注冊(cè)流程可以在4G網(wǎng)絡(luò)完成注冊(cè)分 配到了 IP地址之后進(jìn)行。從注冊(cè)信息流的意義來看，用戶總是位于漫游狀態(tài)發(fā)起的，換句 話講，就是注冊(cè)流程對(duì)于用戶位于拜訪地網(wǎng)絡(luò)或者歸屬地網(wǎng)絡(luò)都是一樣的，只不過“漫游”在歸屬地網(wǎng)絡(luò)的用戶可以認(rèn)為其歸屬地網(wǎng)絡(luò)同時(shí)起到了拜訪地網(wǎng)絡(luò)和歸屬地網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元功能 的作用。這句話說的像協(xié)議一樣如老太太裹腳布一樣的嚴(yán)謹(jǐn)晦澀，其實(shí)說白了就是單從注 冊(cè)信令流程看，不區(qū)分漫游或非漫游用戶。對(duì)于無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程帥來講，一般只關(guān)注UE與網(wǎng)絡(luò)側(cè)交互的流程信令，至于 IMS網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的信令

23、交互，暫時(shí)可以放一放，這樣會(huì)使切入點(diǎn)更加直觀，流程的掌握更加 局效。當(dāng)UE在接入網(wǎng)完成附著獲得IP分配后，就可以開始進(jìn)行IMS域的注冊(cè)流程。UE 1T先 將注冊(cè)信息發(fā)送給P-CSCF（當(dāng)然之前需要進(jìn)行借助 DHCP/DNS服務(wù)器進(jìn)行P-CSCF的 “發(fā)現(xiàn)”流程），該注冊(cè)流程需要包含公共用戶標(biāo)識(shí)，私有用戶標(biāo)識(shí)，歸屆地網(wǎng)絡(luò)域名稱，UE分配的IP地址，UE實(shí)例標(biāo)識(shí)，是否支持GRUU的指示。例如上圖，這條消息就是 Request-URI，主要標(biāo)識(shí)位置服務(wù)的域名，值得一提的是，與 To 標(biāo)頭域提供的內(nèi)容不同，Request-URI并不提供用戶名。From（f）與To（t）標(biāo)頭域包含的就是 臨時(shí)公共用戶標(biāo)

24、識(shí)（值得注意的是，就是私有用戶標(biāo)識(shí)），一般來講，如果不是第三方設(shè)備發(fā) 起注冊(cè)，這兩個(gè)標(biāo)頭域的內(nèi)容往往保持一致，其中含的內(nèi)容就是UE的IMSI信息，這里就是；Call ID是對(duì)一組往返消息進(jìn)行標(biāo)識(shí)，在該 UE的每個(gè)注冊(cè)過程，Call-ID 一般對(duì)于同一 用戶的多次注冊(cè)流程都保持一致，同時(shí)對(duì)于同一用戶的不同會(huì)話要求有可能不同，例如，某次多媒體會(huì)議通話期間， 對(duì)同一個(gè)用戶的邀請(qǐng)可能分配多個(gè)不同的Call ID , Call ID需要保持全球唯一（例如 SIP Call ID，可采用IMEI填充），并且為了安全目的可以采取適當(dāng) 的加密機(jī)制；Cseq保證注冊(cè)請(qǐng)求的順序，當(dāng)每次注冊(cè)請(qǐng)求發(fā)生的時(shí)候，Cseq

25、的值應(yīng)該+1; Max-Forwards該值決定request消息在IMS內(nèi)部傳遞到目標(biāo)服務(wù)器所需經(jīng)歷的最大條數(shù)， 為了確保消息順利到達(dá)，同時(shí)兼顧由于內(nèi)部循環(huán)導(dǎo)致的跳轉(zhuǎn)資源被過度消耗，該值一般設(shè) 置為70,每一條以-1的方式進(jìn)行計(jì)算，直到 0為止，將反饋483 （too many hops ）的錯(cuò) 誤響應(yīng)；Via （v）里面的信息主要說明傳輸層的協(xié)議信息，例如這里傳輸層使用的協(xié)議就 是TCP協(xié)議。同時(shí)，還需含SIP，標(biāo)識(shí)著發(fā)送請(qǐng)求的協(xié)議名稱以及協(xié)議版本，另外， Via 里還需要插入響應(yīng)發(fā)送的地址。 這里還要包含branch參數(shù)，除了 CANCEL和ACK消息之 外，該參數(shù)值是唯一的，且前 7位

26、一定是z9hG4bK （RFC3261 ），該參數(shù)的主要作用是 標(biāo)識(shí)SIP請(qǐng)求所創(chuàng)建的交互（UE與IMS網(wǎng)絡(luò)之間）；m對(duì)應(yīng)的內(nèi)容進(jìn)行了媒體描述，首 先包含媒體類型，例如這里的媒體類型就是視頻流（video ）,同時(shí)也包含接收媒體協(xié)議的端口號(hào)，以及媒體格式描述（例如，傳輸包的格式描述）Authorization鑒權(quán)標(biāo)頭域中所含的內(nèi)容也有詳細(xì)的規(guī)定，例如 username中含有的就是用 戶私有標(biāo)識(shí)，realm所含的是歸屬地網(wǎng)絡(luò)域名，uri所含的就是歸屬地域名的 SIP URI格式， nonce中設(shè)置應(yīng)為空；Security-Client標(biāo)頭域指明了 UE所支持的信令面的安全機(jī)制、IP 層的安全機(jī)制

27、算法，同時(shí)還有安全協(xié)商所需要的參數(shù)。UE需要支持建立兩對(duì)安全協(xié)商機(jī)制。當(dāng)UE收到來自網(wǎng)絡(luò)401 （Unauthorized）的響應(yīng)的時(shí)候，說明網(wǎng)絡(luò)需要對(duì)UE進(jìn)行鑒權(quán)。 其中最重要的一點(diǎn)，UE需要校驗(yàn)Security-Server標(biāo)頭域所含的內(nèi)容，如果該項(xiàng)內(nèi)容未出 現(xiàn)的在響應(yīng)消息里或者沒有包含安全協(xié)商所需要的相關(guān)參數(shù)，UE可以丟棄這次的鑒權(quán)過程，另起爐灶的以新的call-ID發(fā)送新的注冊(cè)請(qǐng)求。當(dāng)校驗(yàn)通過后，UE需要根據(jù)P-CSCF 要求和本身能力支持的鑒權(quán)算法同時(shí)結(jié)合IK和CK加密算法建立臨時(shí)的安全協(xié)商機(jī)制， 并規(guī)定該臨時(shí)安全機(jī)制的有效時(shí)長。接下來，UE使用臨時(shí)安全協(xié)商機(jī)制再次發(fā)送注冊(cè)請(qǐng)求到P-

28、CSCIS保護(hù)端口（通過401 chanllenge獲?。?。除了初始未鑒權(quán)保護(hù)的注冊(cè)請(qǐng)求中的相關(guān)參數(shù)，本次注冊(cè)請(qǐng)求中還應(yīng)包括如下參數(shù)：realm:設(shè)為從401消息中收到的realm值；username:設(shè)為私有用戶標(biāo)識(shí)；response :包含 RES 參數(shù);uri:設(shè)置為歸屬地網(wǎng)絡(luò)域名的 SIP URI ;algorithm:設(shè)為從401消息中收到的對(duì)應(yīng)值；nonce:設(shè)置為從401消息中收到的對(duì)應(yīng)值；P-Access-Network-Info 標(biāo)頭域說明了 IMS承載的接入網(wǎng)絡(luò)類型，這里就是 TD-LTE網(wǎng)絡(luò) （3GPP-E-UTRAN-TDD ）,同時(shí)還說明了接入小區(qū)信息，utran-c

29、ell-id-3gpp=4600018DA1A64B02 ; Security-Clientheader 標(biāo)頭域說明了 UE 所支持 的媒體面加密機(jī)制情況。1、當(dāng)P-CSCF收到注冊(cè)信息流的時(shí)候，P-CSCF需要通過歸屬地域名稱去確認(rèn)歸屬地的接入點(diǎn)（I-CSCF ）。然后，P-CSCF需要將包含P-CSCF地址/名稱，公共用戶標(biāo)識(shí)，私 有用戶標(biāo)識(shí),P-CSCF網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí),UE IP地址等信息在注冊(cè)信息流利轉(zhuǎn)發(fā)到I-CSCF。名稱-地址解決機(jī)制被用來通過歸屬地域名解析出歸屬地的地址。P-CSCF網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)是用來被歸屬地網(wǎng)絡(luò)確認(rèn)P-CSCF所在網(wǎng)絡(luò)的字符串。2、 I-CSCF需要將收到的信息發(fā)送給 H

30、SS進(jìn)行校驗(yàn)是否該用戶已經(jīng)注冊(cè)。同時(shí) HSS需 要確認(rèn)用戶是否允許注冊(cè)。3、如果校驗(yàn)通過，HSS將S-CSCF的名稱或S-CSCF的能力反饋給I-CSCF，以供I-CSCF 進(jìn)行合適的S-CSCF選擇。如果校驗(yàn)不通過，這里將反饋?zhàn)?cè)請(qǐng)求拒絕（ reject）4、 I-CSCF從HSS獲取的S-CSCF名稱，通過名稱-地址解決機(jī)制獲取對(duì)應(yīng)的 S-CSCF 地址，將注冊(cè)請(qǐng)求發(fā)送給S-CSCF （含P-CSCF名稱/地址，公共用戶標(biāo)識(shí)，私有用戶標(biāo)識(shí)， 歸屬地網(wǎng)絡(luò)域名稱，P-CSCF網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)，UE分配的IP地址）。如果對(duì)同一個(gè)公告標(biāo)識(shí)的 注冊(cè)聯(lián)系地址超過 S-CSCF預(yù)設(shè)的門限，S-CSCF可以拒絕該

31、注冊(cè)請(qǐng)求。S-CSCF需要存 貯拜訪地網(wǎng)絡(luò)P-CSCF的地址/名稱，一旦有被叫呼叫，則可將信令請(qǐng)求進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí) S-CSCF還需要記錄P-CSCF的網(wǎng)絡(luò)ID。5、 S-CSCF需要將公共用戶標(biāo)識(shí)，私有用戶標(biāo)識(shí),S-CSCF名稱通過Cx接口發(fā)送HSS。6、HSS存貯S-CSCF名稱，并將一些包含用戶名/地址或者安全的用戶信息發(fā)送給 S-CSCF ,以便用來進(jìn)行一些基于平臺(tái)的服務(wù)管控。7、S-CSCF將存貯的用戶信息發(fā)送給服務(wù)平臺(tái)，并進(jìn)行適合的服務(wù)管控。8、 S-CSCF將返回200 ok消息（包含歸屬地接入信息，GRUU組合）給I-CSCF。9、 如同上述,I-CSCF需要將200 ok消息（

32、包含歸屬地接入信息，GRUU組合）轉(zhuǎn)發(fā)給 P-CSCF，在轉(zhuǎn)發(fā)之后,I-CSCF需要釋放存貯的相應(yīng)用戶注冊(cè)信息。10、P-CSCF需要存貯歸屬地網(wǎng)絡(luò)接入信息，并將200 ok消息轉(zhuǎn)發(fā)給UE（含GRUU組）。UE在收到200 ok響應(yīng)之后，存貯此時(shí)的超時(shí)定時(shí)器，將 P-Associated-URI header 里面 包含的第一個(gè)URI存儲(chǔ)為默認(rèn)的公共用戶標(biāo)識(shí)，這里為，并且將之進(jìn)行相應(yīng)的安全關(guān)聯(lián)。如果該標(biāo)頭域中不含該公共用戶標(biāo)識(shí)，則認(rèn)為該標(biāo)識(shí)注冊(cè)被禁止。另外，UE需要變更前期的臨時(shí)安全協(xié)商機(jī)制固化為新建立的安全協(xié)商機(jī)制當(dāng)收到200 ok響應(yīng)后，UE需要向S-CSCF訂閱注冊(cè)事件包。該消息中所含的

33、參數(shù)意義如 下：，說明需要訂閱的公共用戶標(biāo)識(shí)的 SIP URIf:需要包含公共用戶標(biāo)識(shí)，這里其實(shí)就是電話號(hào)碼t:內(nèi)容與f 一致o：事件標(biāo)頭域，應(yīng)設(shè)置為需要訂閱的“ reg事件包重新注冊(cè)UE需要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候發(fā)起重選注冊(cè)流程，例如以周期形式刷新已有的注冊(cè)信息或者響應(yīng)UE注冊(cè)信息的變動(dòng)。另外，當(dāng)承載IMS會(huì)話的IP-CAN發(fā)生了變化,UE也需要發(fā)起重 新注冊(cè)流程。UE重新注冊(cè)流程與上述 UE注冊(cè)流程類似。UE需要與網(wǎng)絡(luò)側(cè)依據(jù)上次注冊(cè) 時(shí)間同步更新周期注冊(cè)的定時(shí)器，只不過該定時(shí)器比網(wǎng)絡(luò)側(cè)的定時(shí)器略小。1、 UE需要在網(wǎng)絡(luò)側(cè)的周期注冊(cè)定時(shí)器超時(shí)前發(fā)起重新注冊(cè)流程。UE將注冊(cè)信息發(fā)送給P-CSCF，其中需

34、要含公共用戶標(biāo)識(shí)、私有用戶標(biāo)識(shí)、歸屬地域名、UE的IP地址、能力信息、IMEI標(biāo)識(shí)、是否支持 GRUU的標(biāo)識(shí)。2、當(dāng)收到注冊(cè)請(qǐng)求后，P-CSCF并不用之前緩存的歸屬地網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)信息，而是重新通過 歸屬地網(wǎng)絡(luò)名稱去發(fā)現(xiàn)歸屬地的接入點(diǎn)信息(I-CSCF )。P-CSCF會(huì)將注冊(cè)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給 I-CSCF。后續(xù)注冊(cè)流程與前述一致。注冊(cè)取消注冊(cè)取消可以有兩個(gè)層面來發(fā)起，一個(gè)是 UE層面，另外一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)層面。UE層面的 注冊(cè)取消流程與注冊(cè)發(fā)起流程是一致的，只不過注冊(cè)消息里面的超時(shí)時(shí)間設(shè)置為0秒,值得注意的注冊(cè)流程里的超時(shí)時(shí)間設(shè)置為 600000秒。區(qū)別于注冊(cè)流程的有以下幾個(gè)步驟需要注意：I、 在注冊(cè)請(qǐng)求流

35、程中將超時(shí)(expiration)值設(shè)置為0。4、當(dāng)I-CSCF發(fā)送S-CSCF尋址請(qǐng)求后,HSS根據(jù)該用戶公共標(biāo)識(shí)的注冊(cè)狀態(tài)， 將S-CSCF 名稱發(fā)送給I-CSCF o6、S-CSCF收到注冊(cè)取消信令后，會(huì)將該消息轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)控制平臺(tái)，服務(wù)控制平臺(tái)會(huì)將該公 共用戶標(biāo)識(shí)訂閱的相關(guān)服務(wù)信息清除。7、 根據(jù)運(yùn)營商定制策略，S-CSCF會(huì)將含公共用戶標(biāo)識(shí)、私有用戶標(biāo)識(shí)、清除S-CSCF 名稱或者保留S-CSCF名稱的Cx接口信令發(fā)送HSS。HSS根據(jù)收到的清除S-CSCF名 稱/保留S-CSCF名稱來進(jìn)行相應(yīng)的 S-CSCF名稱保留，即使保留S-CSCF名稱，后續(xù)HSS 可以決定在任何時(shí)刻進(jìn)行清除。9

36、、當(dāng)S-CSCF發(fā)出200 ok響應(yīng)信息給I-CSCF后，S-CSCF釋放該公共用戶標(biāo)識(shí)所有相 關(guān)的注冊(cè)信息。II、當(dāng)P-CSCF發(fā)出200 ok響應(yīng)信息給UE后，P-CSCF釋放該公共用戶標(biāo)識(shí)相關(guān)的注冊(cè)信息，而如果存在關(guān)于IMS信令鏈接狀態(tài)的訂閱通知，P-CSCF需要取消該訂閱通知。網(wǎng)絡(luò)層面發(fā)起的注冊(cè)取消有些特殊情況下，例如終端沒電了，或者UE移出了服務(wù)區(qū)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)需要發(fā)起對(duì)用戶的注冊(cè)取消流程。網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起注冊(cè)取消流程主要是為了在這些場(chǎng)景下對(duì)用戶后續(xù)提供穩(wěn)定 有保障的服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的注冊(cè)流程取消僅僅針對(duì) IMS子系統(tǒng)內(nèi)，與接入網(wǎng)狀態(tài)無關(guān)。 即IMS域注冊(cè)取消后，LTE網(wǎng)絡(luò)并不一定去附著。一般，

37、IMS子系統(tǒng)發(fā)起注冊(cè)取消流程有 如下的原因：網(wǎng)絡(luò)維護(hù)：解決用戶重新注冊(cè)帶來的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)缺失；網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)：當(dāng)用戶漫游到其他網(wǎng)絡(luò)而并沒有在源網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行注冊(cè)取消；應(yīng)用服務(wù)：由服務(wù)能力受限導(dǎo)致的注冊(cè)取消；訂閱管理：當(dāng)用戶欠費(fèi)、惡意欺詐、取消訂閱等等導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的IMS注冊(cè)取消。另外對(duì)于用戶變更服務(wù)，也可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起IMS注冊(cè)取消。諸如以上的原因，網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的注冊(cè)取消可以通過兩個(gè)流程觸發(fā)，一個(gè)是注冊(cè)超時(shí)，另外一個(gè)則是強(qiáng)制流程。對(duì)于注冊(cè)超時(shí)而言，P-CSCF與S-CSCF各自維護(hù)一個(gè)定時(shí)器，這兩個(gè)定時(shí)器需要時(shí) 間足夠接近，并且彼此之間不做同步。因此，當(dāng) S-CSCF定時(shí)器超時(shí)后,P-CSCF的定時(shí)

38、 器也認(rèn)為超時(shí)，這樣P-CSCF可以直接將UE注冊(cè)取消，而不需要等待 S-CSCF注冊(cè)取消 的指令。詳見.注冊(cè)取消流程可以由HSS、S-CSCF或者第三方網(wǎng)元（第三方網(wǎng)元通過 HSS）發(fā)起， 下圖說明了由HSS （含通過HSS流程發(fā)起的第三方）發(fā)起的情況在這里不對(duì)注冊(cè)取消流程細(xì)節(jié)做詳細(xì)的說明,不過需要提及值得注意的幾個(gè)關(guān)鍵步驟。對(duì)于步驟3, S-CSCF在向P-CSCF發(fā)起注冊(cè)取消流程的同時(shí)，需要內(nèi)部同步該用戶的注 冊(cè)信息。如果收到HSS關(guān)于注冊(cè)取消的原因，可將原因一并轉(zhuǎn)發(fā)。一般由于UE不在服務(wù)區(qū)的原因,P-CSCF在向UE發(fā)出注冊(cè)取消流程后，不一定能收到UE的響應(yīng)，這時(shí),PCSCF 可以不必

39、等待該200 ok響應(yīng)，直接向S-CSCF發(fā)起響應(yīng)流程。下圖說明的是由S-CSCF （或第三方網(wǎng)元通過S-CSCF ）、服務(wù)控制平臺(tái)發(fā)起的注冊(cè)取 消流程。丁 HS歐起的注冊(cè)取消流程唯一不同的是，S-CSC昨接收到P-CSCFS冊(cè)取消流程完成 響應(yīng)之后，才通過Cx接口向HSS®送注冊(cè)信息活空流程。后記：初學(xué)VoLTE ,感覺IMS涉及的協(xié)議SIP、SDP不像傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議那么標(biāo)準(zhǔn)化、 規(guī)范化。有時(shí)，現(xiàn)網(wǎng)的一些實(shí)測(cè)log與協(xié)議描述又不是完全的一致；有時(shí)，由于精力的原 因，光靠沒有太多的背景知識(shí)，三兩手邊資料的個(gè)人解讀很難有多深入的理解。不過，技 術(shù)領(lǐng)域的更新?lián)Q代開啟的思考與領(lǐng)悟的旅程也

40、許才是網(wǎng)優(yōu)工程帥最大的樂趣！主叫信令流程注冊(cè)的目的是信息登記，并為后續(xù)的主被叫提前進(jìn)行了相應(yīng)的尋址。例如，主叫流 程中信令所經(jīng)歷的網(wǎng)元路徑就是在注冊(cè)階段被分配好的，并在該UE注冊(cè)期間保持不變。IMS域的的主叫信令流程總覽如下：1、首先UE向P-CSCF出SIP INVITE請(qǐng)求，包含初始SDR肖息，該初始SDP?肖息包含 一個(gè)多媒體會(huì)話的一個(gè)或多個(gè)媒體流。UE需要在 INVITE i肖啟、了嵌入 Accept:application/sdp,application/3gpp-ims+xml , 這里主要指明了 MIME（MultipurposeInternet Mail Extensions） 的業(yè)務(wù)格式類型（例 如XML HTM或者還是 WM等業(yè)務(wù)媒體格式），以便被服務(wù)器進(jìn)行正確的解碼處理，這 一點(diǎn)在計(jì)算機(jī)應(yīng)用中很普遍，如果沒有注明正確的類型，后果很難評(píng)估；P-Early-Media: supported，支持該消息意味著支持主叫早放，例如，當(dāng)收到 180振鈴 指示，UE按授權(quán)進(jìn)行相應(yīng)的媒體播放；標(biāo)記著應(yīng)用。UE通過該標(biāo)識(shí)符分發(fā)SIP消息到正確的應(yīng)用，而網(wǎng)絡(luò)側(cè)通過該標(biāo)識(shí)選擇 正確的應(yīng)用服務(wù)器；標(biāo)識(shí)著終端可支持的軟件應(yīng)用，同時(shí)也表征著終端的能力（例如該終端是個(gè)電話或者是PDA在初